Smart IoT Garden: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Если вы чем-то похожи на меня, вам нравятся свежие фрукты и овощи на тарелке, но у вас нет времени, чтобы содержать приличный сад. Это руководство покажет вам, как построить умный сад IoT (я называю его «Зеленая стража»), который будет поливать ваши растения за вас и предупреждать вас об опасных ситуациях, таких как: слишком много солнечного света, недостаточно солнечного света и отсутствие воды.

Все это достигается за счет использования пары простых датчиков и исполнительного механизма, управляемого Raspberry Pi. На веб-сайте вы можете просматривать измерения этих датчиков и контролировать расход воды.

Шаг 1. Материалы и инструменты

Материалы:

• 1x Raspberry Pi 4
• Петля для фортепиано 1м
• 1x батарейный отсек 8x AA
• 8 батареек AA
• * 1x электромагнитный клапан 12В 1/2"
• Водяная трубка 3 м (пластик, нейлон…) 12 мм
• 1x хвостовик Т-образной формы
• 2x насадки 1/2 "12 мм
• 5x хомут для шланга
• 1x 5 литровая канистра
• 4м деревянные доски
• 1x деревянная панель 100см / 50см
• 1x фольга для пруда 2м / 1м
• мин. 50 винтов
• 1x макет
• 2x магнитные застежки
• 1x npn-транзистор
• 1x датчик температуры и влажности
• 1x датчик освещенности LDR
• 1x датчик влажности почвы
• 1x ЖК-дисплей
• 2x 1/2 "труба L-образной формы

В этом документе показано, где я взял эти материалы.

* Важно, чтобы электромагнитный клапан не имел минимального рабочего давления. Если это произойдет, воде будет сложно пройти.

Инструменты:

• торцовочная пила (необязательно: любая другая пила)
• ручная дрель (опционально: отвертка)
• степлер (опционально: винты)
• клей для дерева

Шаг 2: построение схемы

К Raspberry Pi будут подключены следующие компоненты:

• MCP3008

  • Датчик освещенности LDR
  • Датчик влажности почвы
• Датчик влажности и температуры DHT11

• PCF8574

  ЖК дисплей

• Транзистор TIP120

  соленоидный клапан

Два датчика (LDR и влажности почвы) подключены к MCP3008, что позволяет Raspberry Pi считывать аналоговые сигналы. Я использую PCF8574 для записи данных на ЖК-дисплей, потому что он экономит много контактов GPIO.

Вы можете просто следовать изображению выше при построении схемы.

Шаг 3: Настройка базы данных

Чтобы действительно иметь полный контроль над своим садом, вам нужно увидеть временную шкалу, показывающую все измерения с ваших датчиков. Я использую базу данных SQL для сохранения всех этих измерений.

Я подготовил автономный файл, который включает всю базу данных, необходимую для этого проекта. Вы можете найти его в папке экспорта базы данных в моем репозитории Git и импортировать эту базу данных в MySQL Workbench, открыв server> data import, а затем выбрав автономный файл и создав новую базу данных.

Эта база данных содержит четыре таблицы: tblmeasurement, tbldevice, tblwarning и tblaction. Tbldevice содержит все датчики и исполнительный механизм. Сообщения в tblwarning написаны на голландском языке, но вы можете легко изменить их, щелкнув символ выполнения в таблице, изменив сообщения и применив изменения. Tblaction содержит действия, которые могут быть выполнены программой, о которой я расскажу в следующем шаге. Это, например, следующие действия: измерение температуры, электромагнитный клапан автоматического включения…

Шаг 4: Программирование

Вы можете найти весь необходимый код в моем репозитории Git. Передняя часть и задняя часть.

Эта программа выполняет все технические операции, такие как: считывание данных датчика, активация исполнительного механизма …

Выше вы можете увидеть несколько фотографий сайта. Это на голландском, но ты

Шаг 5: создание основной формы сада

Первым шагом создания физического проекта является строительство основной оболочки сада. Начните с распиливания досок следующих размеров:

• а - 2x 100 см / 20 см
• b - 2x 46,4 см / 20 см
• c - 1x 46,4 см / 18,2 см
• d - 1x 46 см / 18 см
• e - 1x 15 см / 20 см
• f - 1x 31 см / 20 см

Сначала прикрепите планки a с обеих сторон деревянной панели. Лучший способ прикрепить его состоит из четырех шагов:

1. просверлите отверстия на панели, через которые будут проходить шурупы
2. используйте сверло с зенковкой, чтобы головка винта могла войти внутрь
3. нанесите полоску столярного клея в том месте, где будет крепиться планка
4. поместите доску на клей и просверлите шурупы в просверленных ранее отверстиях.

5 шурупов будет достаточно, чтобы удерживать планки a. Затем вы можете сделать то же самое с досками b, для которых я использовал 3 винта снизу и 2 сбоку.

Шаг 6: Постройте держатель резервуара для воды

Прикрепите доску e в углу, который вы видите на картинке, используя метод, который я объяснил в предыдущем шаге. Вы можете легко сделать это самостоятельно, используя кусок дерева и моллюска (см. Второй рисунок).

Чтобы поддержать эту доску, сделайте небольшую деревянную балку со сторонами под углом 45 градусов сверху и снизу. Чтобы убедиться, что он касается пола, когда прикрепляете его к вертикальной доске, нарисуйте линию в месте пропила на верхней стороне, как я это делаю на третьем рисунке.

Затем из обрезков дерева сделайте каркас, подходящий для канистры, которую вы используете. Прикрепите каркас к платформе с помощью столярного клея. Рама, которую я сделал, не была полностью ровной, поэтому я плотно прикрутил ее двумя моллюсками, пока приклеил, и оставил на ночь.

Наконец, вам нужно прикрепить L-образный трубопровод к нижней части канистры и проделать отверстие в планке, поддерживающей канистру, чтобы трубопровод мог пройти. Чтобы прикрепить трубопровод, я приварил фитинг трубопровода к металлической пластине, которую я прикрепил к канистре с помощью универсального клея Sikaflex. В качестве альтернативы вы можете просто вставить кусок трубки в отверстие, которое вы проделали в канистре, и нанести на него достаточно универсального клея, чтобы он оставался на месте. Вы можете проделать отверстие под канистрой с помощью коронки для ручной дрели.

Шаг 7: Соединение трубопровода и трубки

Перед подключением любой из трубок прикрепите пленку для пруда с внутренней стороны садовой части проекта. Закрепил снаружи проекта степлером. Вы можете сложить угловые части, чтобы они хорошо сидели, и отрезать те части, где слишком много фольги.

Сделав это, вы можете начать сверлить 2 отверстия от садовой части до управляющей части на высоте примерно 15 см, чтобы трубка могла попасть в сам сад. Вы можете уменьшить количество осколков и просверлить фольгу, прикрепив 2 деревянных куска к доске и просверлив их, как на картинке выше. Вы можете протолкнуть две трубки через отверстия и соединить их посередине за доской. Затем вы можете просверлить в трубках отверстия диаметром 2,5 мм для выхода воды (и не забудьте просверлить одно отверстие в верхней части трубки, чтобы вода могла течь, пока соленоидный клапан закрыт).

Просверлите два отверстия (не полностью) в конце грядки, чтобы прикрепить к ним конец трубок. На внутреннюю часть отверстий приклейте 2 цилиндрических куска металла и наденьте на них концы трубок.

Затем прикрепите кусок дерева к панели пола рядом с резервуаром для воды (как на картинке). Это то место, где будет находиться электромагнитный клапан, поэтому проверьте его положение, чтобы убедиться, что ваш соленоид подходит к нему. Поверх этой детали прикрепите L-образную металлическую деталь, на которую будет крепиться электромагнитный клапан.

Шаг 8: интеграция электроники

Начните с придания формы двум кускам дерева. Один для DHT11 и LDR и один для датчика влажности почвы. Вы можете увидеть эти части на картинках выше. Прикрепите их, как показано на картинках.

Вы можете скрыть провода DHT11 и LDR, прикрепив к ним кусок фольги для пруда и проткнув их. Просверлите отверстие, через которое могут проходить провода.

Затем, чтобы проделать отверстие для ЖК-дисплея, просверлите два отверстия на диагональных концах пространства для ЖК-дисплея и с помощью ножовки выпилите прямоугольник.

Вы можете разместить макетную плату, Raspberry Pi и аккумуляторную батарею на 12 В внутри за ЖК-дисплеем в углу (и использовать липучку, чтобы удерживать их). Затем вы используете пластиковую коробку, вырезаете две стороны и кладете ее на электронику, чтобы защитить их от капающей воды. Приклейте небольшой кусок дерева к панели пола рядом с пластиковой коробкой, чтобы она оставалась на месте.

Наконец, просверлите ряд отверстий чуть ниже высоты пластикового ящика, чтобы горячий воздух Raspberry Pi мог выходить.

Шаг 9: прикрепление петель

Теперь осталось только прикрепить две последние доски, которые вы распилили вначале.

Сначала отпиливаем правый нижний угол доски сбоку. Это то место, где будет проходить шнур питания.

Затем вы можете прикрутить петли к доскам, как на картинках выше.

Шаг 10: закрытие

Если вы решили сделать этот проект самостоятельно, дайте мне знать в комментариях (:

Спасибо за прочтение.